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第2节细胞的能量“通货”ATP,学习视点,明确目标,1.掌握ATP的名称及结构简式，明确简式中各符号的含义 2.写出ATP与ADP之间的相互转化反应式，明确转化过程中能量 的来源 3.解释ATP在能量代谢中的作用,关注重难点,1.分析ATP的结构简式，说明ATP的结构特点 2.ATP与ADP的相互转化过程分析 3.ATP在能量代谢中的作用,一、ATP的结构与特点,腺苷,三个,三磷酸腺苷,1ATP的结构 (1)ATP的中文名称： 。 (2)根据ATP分子结构简式，写出其中字母所代表的含义。 A： ，T： ，P： ，： 。 2结构特点 (1)ATP是细胞内的一种 化合物，含有 个高能磷酸键。 (2)ATP化学性质不稳定：在有关酶的作用下， 易水解，释放出大量能量。 3ATP的功能 直接给细胞的生命活动提供 。,磷酸基团,高能磷酸键,高能磷酸,两,远离腺苷的高能磷酸键,能量,二、ATP和ADP之间的相互转化 1相互转化的反应式：,2相互转化特点 (1)ATP和ADP相互转化时刻不停地发生，且处于 之中。 (2)ATP和ADP相互转化的 机制，是生物界的共性。 3合成ATP的能量来源 (1)动物、人、真菌和大多数细菌： 。 (2)绿色植物： 、 。 4ATP释放的能量来源：ATP中远离腺苷的 。,动态平衡,能量供应,呼吸作用,呼吸作用,光合作用,高能磷酸键,三、ATP的利用 1实例,2ATP是细胞内流通的能量“通货” (1)吸能反应一般与 相联系。 (2)放能反应一般与 相联系。 (3)能量通过ATP在 和 反应之间循环流通。,ATP的水解,ATP的合成,吸能,放能,一、ATP分子结构 阅读教材P88第一、二自然段，观察左栏相关信息，回答下列问题： 1ATP的元素组成有哪些？ 提示：C、H、O、N、P。 2ATP分子是怎样储存能量的？ 提示：主要通过两个高能磷酸键储存能量。 3ATP分子在酶的作用下水解掉两分子磷酸后形成的物质是什么？利用图示表示出其结构。 提示：腺嘌呤核糖核苷酸；图示如下：,二、ATP和ADP之间的相互转化 1教材问题探讨分析 仔细阅读教材P88P89相关文字，观察图55、56思考并讨论下列问题： (1)ATP分子具有什么特点？ 提示：远离腺苷的高能磷酸键易水解和重建。 (2)ATP在细胞内能大量储存吗？它是怎样来满足细胞生命活动对能量需求的？ 提示：不能。通过ATP与ADP时刻不停地发生相互转化提供了稳定的能量供应机制。 2判断下列说法是否正确 (1)ATP与ADP之间的相互转化过程中的能量来源是相同的。( ) (2)ATP和ADP相互转化的反应是一个可逆反应。( ) (3)所有生物细胞内ATP合成所需要的能量都来自于细胞呼吸分解有机物所释放的能量。( ),三、ATP的利用 判断下列说法是否正确 1细胞内的化学反应都是吸能反应。( ) 2能量是通过ATP分子在吸能反应和放能反应之间循环流通的。( ),ATP与ADP的相互转化 1.图示,2分析 (1)光合作用和呼吸作用等放能反应与ATP的合成相联系，呼吸作用中释放的能量一部分储存在ATP中，另一部分以热能的形式散失。 (2)主动运输等吸能反应与ATP的分解相联系，所以ATP是直接供能物质。 (3)ATP在生物体内含量很低，但是ATP与ADP在细胞内的转化十分迅速，从而使细胞内ATP的含量总是处于动态平衡中。,3ATP与ADP的相互转化是不可逆的过程,特别提醒 (1)ATP能量：ATP是一种高能磷酸化合物，是与能量有关的一种物 质，不能将两者等同起来。 (2)细胞中ATP的含量并不多：ATP是生命活动的直接能源物质，但它在细胞中的含量很少。ATP与ADP时刻不停地进行相互转化，这是细胞的能量供应机制。,下列关于ATP分子的叙述，错误的是( ) AATP中含有一个核糖和一个含氮碱基 BATP脱去所有高能磷酸键后就是ADP CATP中的两个高能磷酸键储存有大量能量 DATP断裂了所有高能磷酸键后可作为合成核糖核酸的基本原料 解析 ATP由一分子腺苷和3分子磷酸基团组成，一分子腺苷包括一分子核糖和一分子腺嘌呤。当ATP脱去所有高能磷酸键后就是AMP，AMP为腺嘌呤核糖核苷酸，可作为合成核糖核酸的基本原料。 答案 B,在活细胞中，下列循环过程永不停止地进行着，请运用所学的知识，分析完成M和N循环中的有关问题：,(1)作为生物体生命活动的直接能源物质是_，其分子结构简式为_，在过程中，是由于_键断裂而释放出能量。 (2)在绿色植物体内与相应的生理活动是在细胞内的细胞质基质、_和_中进行的。 (3)A1和A2具有_作用，在图中它们的作用分别是_。 (4)在呼吸作用中，应该进行_过程，能量来自_。 (5)根吸收无机盐离子过程中，应该进行_过程，能量用于_。,解析 (1)由图中物质转化关系可知，M是ATP，N是ADP。ATP是生命活动的直接能源物质，ATP水解时远离A的那个高能磷酸键易断 裂。ATP的水解和合成分别是由水解酶和合成酶催化。(2)反应过程是细胞合成ATP的过程，在绿色植物细胞内合成ATP的主要部位是细胞质基质、线粒体和叶绿体。(3)反应和过程中的酶不同， 为合成酶，为水解酶，在ATP与ADP的相互转化过程中起催化作用。(4)呼吸作用过程中应该进行的是过程(即ATP的合成)，所需能量来自有机物的分解释放的能量。(5)根细胞吸收无机盐离子的方式是主动运输。主动运输需消耗代谢所产生的能量，故应进行过程。,答案 (1)M APPP 远离A的高能磷酸 (2)线粒体 叶绿体 (3)催化 催化ATP的合成和水解 (4) 糖类等有机物分解释放的能量 (5) 主动运输,生物体内的能源物质总结 (1)能源物质：糖类、脂肪、蛋白质、ATP； (2)主要能源物质：糖类； (3)储能物质：脂肪、淀粉(植物细胞)、糖原(动物细胞)； (4)主要储能物质：脂肪； (5)直接能源物质：ATP； (6)最终能量来源：太阳能。,课堂归纳,网络构建,1ATP的结构简式是APPP，其中“A”代表腺苷，“P”代 表磷酸基团，“”代表高能磷酸键。 2一个ATP分子中有1个腺苷，3个磷酸基团，其中含有2个高能磷 酸键。,关键语句,4细胞内ATP与ADP的相互转化是生物界的共性。 5动物、人、真菌等合成ATP的途径是呼吸作用。 6绿色植物合成ATP的途径是光合作用和呼吸作用。 7ATP是生命活动的直接能源物质。,1ATP的结构简式可以简写成( ) AAPPP BAPPP CAPPP DAPPP 解析：选B ATP的结构简式是腺苷与第一个磷酸基团通过普通化学键连接，三个磷酸之间是通过两个高能磷酸键连接的。,2海洋中的鮟鱇鱼有发光现象，其光能由( ) A电能转变而来 BATP转化成ADP时释放的化学能转变而来 C热能转变而来 D有机物进行氧化分解释放的机械能转变而来 解析：选B 生物各项生命活动所需要的直接能源来自于ATP的水解释放。,3下面是ATP在酶的作用下水解后的产物及释放能量，表述正确的是 ( ) AAPPPi能量 BAPPPi能量 CAPPPi能量 DAPPPi能量 解析：选A ATP在酶的作用下水解生成ADP和磷酸，同时释放出能量。ATP水解时，远离腺苷的高能磷酸键断裂，失去一分子磷酸，生成的ADP中有一个普通化学键和一个高能磷酸键。,4下列对ATP的叙述中，错误的是( ) A远离A的高能磷酸键容易水解 B只在光合作用中产生 CATP和ADP可以相互转化 D生命活动的直接供能物质 解析：选B ATP分子中，远离腺苷的高能磷酸键易水解断裂，释放出能量；细胞内通过ATP与ADP快速相互转化，提供了稳定的供能环境；ATP是生物生命活动的直接能源物质；ATP在呼吸作用和光合作用过程中都能合成。,5ATP在细胞内的含量及其生成速度分别为( ) A很多、很快 B很少、很慢 C很多、很慢 D很少、很快 解析：选D ATP在细胞内含量很少，通过ATP与ADP迅速的相互转化提供稳定的供能环境。,6如图是有关ADP转化成ATP时所需能量的主要来源示意图，据图回答下列问题：,(1)1分子ATP中含有_个高能磷酸键。 (2)图中的a、b代表的生理过程分别是_、_。 (3)若动物和人产生的能量可以用于c，则c指_。 (4)在动物肌细胞中，进行反应时，释放的能量来自_。 (5)反应进行时所需要的酶_(选填“相同”或“不同”)，原因是_。,解析：(1)每个ATP分子中三个磷酸基团之间形成了2个高能磷酸键。(2)图中a表示动植物都能进行的产能过程即呼吸作用，绿色植物还能通过光合作用产能，所以b为光合作用。(3)c过程是指ATP水解产生的能量，它用于各项生命活动。(4)动物肌细胞中，过程产生的能量来自于ATP中远离腺苷的高能磷酸键的断裂。(5)反应中酶是不同的，因为它是两个不同的反应且酶具专一性，而且其作用的场所不同。 答案：(1)2 (2)呼吸作用 光合作用 (3)生命活动 (4)远离腺苷的高能磷酸键中的化学能 (5)不同 和是两个不同的反应，而酶具有专一性,(时间：25分钟；满分：50分) 一、选择题(每小题3分，共24分) 1若ATP脱去了两个磷酸基团，该物质就是组成RNA的基本单位之一，其名称及所含的高能磷酸键数目为( ) A腺嘌呤核糖核苷酸，0 B鸟嘌呤核糖核苷酸，1 C胞嘧啶核糖核苷酸，0 D尿嘧啶核糖核苷酸，1 解析：选A ATP分子含有3个磷酸基团，2个高能磷酸键。ATP水解时，远离“A”的那个高能磷酸键断裂，脱去一个磷酸基团形成ADP。ADP分子中含有2个磷酸基团，一个高能磷酸键。ADP分子脱去一个磷酸基团时，伴随着一个高能磷酸键的断裂，因此，ADP分子脱去一个磷酸基团后形成的化合物中高能磷酸键的数目为零。形成的化合物为腺嘌呤核糖核苷酸。,2科学家研究发现，向刚刚失去收缩功能的离体肌肉上滴葡萄糖溶液，肌肉不收缩；向同一条肌肉上滴ATP溶液，肌肉很快就发生明显的收缩。这说明( ) A葡萄糖是能源物质 BATP是能源物质 C葡萄糖是直接能源物质 DATP是直接能源物质 解析：选D 向刚刚失去收缩功能的离体肌肉上滴加ATP溶液，肌肉很快出现明显的收缩，而滴加葡萄糖溶液则不出现收缩现象，说明ATP是直接能源物质，而葡萄糖不是。,3在绿色植物进行“ADPPi能量酶ATP”的反应中，参与反应的能量不可能来源于( ) A淀粉 B葡萄糖 C光 D糖原 解析：选D 植物中能量来自呼吸作用和光合作用。植物呼吸作用所分解的有机物不可能是糖原，因为它是动物所特有的。,41个葡萄糖分子有氧呼吸释放能量为m，其中40%用于ADP转化为ATP，若1个高能磷酸键所含能量为n，则1个葡萄糖分子在有氧呼吸中产生ATP分子数为( ) A2m/5n B2n/5m Cn/5m Dm/5n 解析：选A ADP转化为ATP，形成了1个高能磷酸键，1个葡萄糖分子有氧呼吸释放能量为m，其中40%用于ADP转化为ATP，产生的ATP分子数为m40%n2m5n。,5ATP中任何高能磷酸键水解后均可放能30.54 kJ/mol，那么，1 mol ATP中所有磷酸键储存的化学能为( ) A30.54 kJ/mol B61.08 kJ/mol C91.62 kJ/mol D介于61.08 kJ/mol与91.62 kJ/mol之间 解析：选D ATP分子中含有两个高能磷酸键和一个普通化学键，2个高能磷酸键含有的能量是230.54 kJ/mol61.08 kJ/mol，普通化学键中含有的能量少于30.54 kJ/mol，所以1 mol ATP中所有磷酸键储存的化学能介于61.08 kJ/mol与91.62 kJ/mol之间。,6ATP是细胞内的能量“通货”。下列关于ATP的说法中，错误的有几项( ) 细胞中的吸能反应一般与ATP的合成相联系 线粒体是蓝藻和黑藻细胞产生ATP的主要场所 1个ATP分子由1个腺嘌呤和3个磷酸基团组成 ATP在植物、动物和微生物体内的来源均相同 A2项 B3项 C4项 D1项 解析：选C 细胞中的吸能反应一般与ATP的水解相联系；蓝藻是原核细胞生物，没有线粒体；ATP分子由1分子腺苷和3个磷酸基团组成；不同生物体内的ATP来源不同，动物和绝大多数细菌通过呼吸作用合成ATP，植物的呼吸作用和光合作用都能合成ATP。在细胞中合成ATP的场所有线粒体、细胞质基质和叶绿体，ATP水解的场所非常广泛，所有消耗能量的结构都是ATP水解的场所。,7下列关于ATP的叙述不正确的是( ) A动物细胞中合成ATP所需的能量来自糖类等能源物质中的化学能 B植物细胞中合成ATP所需的能量全部来自光反应固定的太阳能 C温度的突然变化会影响ATP与ADP相互转化的速率 D细胞呼吸过程产生的ATP是供应细胞生命活动的直接能源 解析：选B 植物细胞中合成ATP所需的能量来自于光合作用和呼吸作用。,8生物体内进行生命活动的直接能源物质、主要能源物质和最终能源依次是( ) A太阳能、糖类、ATP BATP、糖类、脂肪 CATP、脂肪、太阳能 DATP、糖类、太阳能 解析：选D 生物体内生命活动的直接能源物质是ATP，主要能源物质是糖类，最终的能源物质是太阳能。,二、非选择题(共26分) 9(12分)人的骨骼肌细胞中ATP的含量只能维持剧烈运动3 s以内的能量供应。某运动员在参加短跑比赛过程中，肌肉细胞中ATP的相对含量随时间变化如图所示。请据图回答下列问题：,(1)ab的变化过程，ATP被水解，释放的能量用于 。 (2)bc过程中，ATP含量增加，说明_加强，释放更多的能量，供ADP合成ATP，补充消耗的ATP。 (3)从整个曲线看，肌细胞中ATP的含量不会下降为零，说明_。,解析：(1)根据题干信息和曲线可知，肌细胞中的ATP在3 s内含量下降，说明ATP水解释放出能量供肌肉收缩利用。(2)曲线的bc过程中，ATP含量增加，说明了在运动过程中，细胞呼吸加强，ATP的合成增多，补充能量的供应。(3)细胞内ATP和ADP之间相互转化十分迅速，维持稳定的供能机制。,答案:(1)肌肉收缩等生命活动 (2)细胞呼吸 (3)ATP在细胞内含量虽少，但与ADP之间的相互转化却十分迅速，使细胞内的ATP的含量总是处于动态平衡之中，构成生物体内部的稳定供能环境,10(14分)科学家在研究钠通过细胞膜的运输方式时，做了下述实验：先向枪乌贼神经纤维里注入微量的放射性同位素24Na，不久检测到神经纤维周围溶液中存在24Na。如果在神经纤维膜外溶液中先后加入某药物和ATP，测得神经纤维周围溶液中24Na的量变化如图所示，则：,解析：分析曲线可知，纵坐标表示溶液中24Na的含量变化。由题干信息可知，向枪乌贼的神经纤维内注入24Na后，能在溶液中检测到24Na，说明神经纤维向外排放24Na，且加入某药物后，24Na停止排放，再加入ATP，24Na又恢复向外排放，一方面说明了24Na通过细胞膜需要消耗ATP，为主动运输，另一方面也可推断出某药物通过抑制ATP的合成从而阻断了24Na的外流。,(1)据图可知，加入某药物后，溶液中24Na的量_； 而加入ATP后，溶液中24Na的量_。 (2)由此可见，神经纤维排出24Na需要消耗_，通过细胞膜的方式是_。 (3)某药物的作用机理是_。 (4)若将图中纵坐标改为“细胞中24Na的量”，请画出相应的曲线以表示细胞中24Na量的变化(注入神经纤维中24Na的总量为2)。,答案：(1)不变 增加 (2)ATP 主动运输 (3)抑制了ATP的合成(或阻碍了细胞呼吸) (4)如图,
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